DE202014003968U1

DE202014003968U1 - Fluid - Ventil mit lagegeregelter Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE202014003968U1
Application number: DE201420003968
Authority: DE
Original assignee: Wolfgang Bott & Co KG GmbH
Current assignee: Wolfgang Bott & Co KG GmbH
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: DE102015004647A1

Abstract

Ventil für einen fluidischen Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine lagegeregelte Betätigungseinrichtung (1) aufweist, wobei je nach Orientierung des Ventils im Raum, durch die Betätigungseinrichtung (1) des Ventils eine Funktion ganz oder teilweise freigegeben oder gesperrt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Ventil für einen fluidischen Kreislauf, das eine lagegeregelte Betätigungseinrichtung aufweist, wobei je nach Lage der Betätigungseinrichtung des Ventils eine Funktion ganz oder teilweise freigegeben oder gesperrt wird.
In fluidischen Anwendungen kommen Ventile als Steuerelemente zum Einsatz, die die Aufgaben haben, den Fluidstrom hinsichtlich des Druckes, des Volumenstroms, der Strömungsrichtung, bzw. des Strömungsweges zu steuern. Als Fluide werden hauptsächlich Flüssigkeiten auf Mineralölbasis aber auch Wasser und wässrige Medien, Emulsionen und auch Gase verwendet. Grundsätzlich sind alle Substanzen die eine endliche Viskosität besitzen denkbar.
Man unterteilt in die Hauptgruppen der Druckventile, der Stromventile, der Sperrventile und der Wege- oder Schaltventile.
Druckventile steuern, bzw. regeln den Druck innerhalb eines fluidischen Kreislaufs. Hierzu gehören z. B. Druckbegrenzungsventile, Druckregelventile, Druckzuschalt- und abschaltventile u. ä.
Stromventile haben die Aufgabe den Fluidstrom hinsichtlich des Volumenstromes zu regeln, bzw. zu steuern. Zu dieser Gruppe gehören Drosselventile, Blenden aber auch sog. Stromregelventile, d. h. Ventile, die aus einem Drosselventil und einer in Kombination mit dieser versehenen Druckwaage bestehen.
Sperrventile lassen den fluidischen Durchgang nur in eine Richtung zu, bzw. können durch bestimmte Maßnahmen entsperrt werden, d. h. den fluidischen Durchgang auch in die eigentlich gesperrte Durchflussrichtung zulassen. Gesteuert werden diese Ventile beispielsweise mittels extern oder intern abgegriffenen Steuerdrucks oder durch mechanische Betätigungseinrichtungen, wobei jede Art der Ansteuerung möglich ist. Gesteuerte Sperrventile fallen somit ebenfalls unter die Gruppe der Wegeventile, in der Regel handelt es sich hierbei um sogenannte 2/2-Wegeventile, wobei die Ziffern die Anzahl der Anschlüsse und die Anzahl der möglichen fluidischen Schaltstellungen bezeichnen.
Wegeventile sind nun fluidische Steuerelemente, die den Fluidstrom hinsichtlich des Fluidwegs steuern. Wie schon genannt, werden diese Ventile hinsichtlich der Anzahl der Anschlüsse und der Schaltstellungen, unterschieden, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Arbeitsanschlüsse, exklusive evtl. vorhandener Hilfs- und Steueranschlüsse, wie z. B. Steuer- oder Leckölanschlüsse, beschreibt und die zweite Ziffer die Anzahl der Schaltstellungen. Auch bezüglich der geometrischen Ausgestaltung lassen sich die Ventile weiter unterscheiden. Sogenannte Sitzventile sind in den Schaltstellungen, je nach Ausführungsvariante, leckölfrei dicht. Dies wird durch die geometrische Wahl der Schließelemente bestimmt. Zum Einsatz kommen hier beispielsweise Kugel- oder Kegel- oder kugel- oder kegelähnliche Schließelemente. Ebenfalls sind plattenförmige Schließelemente bekannt. Im Gegensatz dazu sind Ventile mit Voll- oder Hohlkolben-Schließelementen, die als sog. Schieberventile bezeichnet werden, nicht leckölfrei dicht. Die Betätigung der Wegeventile erfolgt im Regelfall fluidisch, mechanisch, d. h. zum Beispiel mittels eines Stößels oder eine Rolle o. ä., magnetisch oder elektro-magnetisch oder mechanisch, z. B. mittels Handbedienung. Auch jedwede Kombination der genannten Betätigungsarten, bzw. Einrichtungen ist denkbar. Häufig findet sich an den Ventilen eine sog. Not-Hand-Betätigung, das bedeutet dass das Ventil neben der z. B. elektro-magnetischen Betätigung auch mittels Handkraft zu betätigen ist.
Stand der Technik ist nun, dass alle Ventile der genannten Gruppen unabhängig von ihrer Einbaulage, ihrer relativen Ausrichtung und Bewegung im Raum, funktionssicher ausgeführt sein sollen und durch diese unbeeinflusst sein müssen. Dahingehend weisen die Datenblätter der Ventile im Regelfall den Hinweis zur beliebigen Einbaulage und auch Schockfestigkeit der Ventile aus.
Im Gegensatz dazu sind Anwendungen, z. B. im Bereich landwirtschaftlicher Geräte, bekannt, die eine von der Lage im Raum abhängige Ventilsteuerung notwendig machen würden, im Moment jedoch mit komplexen fluidischen Steuerungen realisiert werden. So zeigt z. B. die DE 196 27 948 A1 eine ebensolche Ansteuerung, wobei die Ventileinheit (22) in 1 durch den Tastschalter (26) betätigt wird. Ebenso bekannt sind Steuerungen mit Elektro-magnetisch betätigten Ventilen. Die Nachteile einer solchen Steuerung liegen nun in den Kosten, die im Wesentlichen aus der Komplexität des Gesamtaufbaus resultieren. Es müssen, z. B. bei der Verwendung von elektro-magnetischen Ventilen die Steuerleitungen zum Ventil verlegt werden, wobei diese gegen mechanische Beschädigung geschützt werden müssen. Weiterhin muss eine elektrische Ansteuerung vorhanden sein. Insgesamt ist solch eine Steuerung sehr fehleranfällig, wenig funktionssicher und nachteilig hinsichtlich der Robustheit.
Dieser Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Ventil zu schaffen, das eine Abhängigkeit von der relativen Ausrichtung im Raum aufweist und dadurch die o. g. genannten Nachteile eliminiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ventil mit einer Betätigungseinrichtung versehen wird, bzw. durch eine solche gesteuert oder geregelt wird, die abhängig von ihrer Lage im Raum das Ventil direkt oder indirekt steuert oder regelt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in 1, 2 und 3 dargestellt und dadurch erreicht, dass ein um einen Drehpunkt angeordnete Gewichtseinheit einen Hebelmechanismus und dadurch ein Schließelement betätigt. Dabei wirkt eine Feder der durch den Hebelmechanismus aufgebrachten Kraft entgegen, hält also das Schließelement sicher in einer definierten Lage. Die Verwendung eines Umgehungsrückschlagventils ermöglicht weitere Gestaltungsmöglichkeiten der fluidischen Steuerung. Es versteht sich, dass die Art des Schließelements, sei es als Kegel, Kugel oder derart ähnliches geometrisches Element, oder als Platte oder Kolbenschieber keine Einfluss auf die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe hat und demnach auch in Kombination verwendbar sind. Ebenso ist vorstellbar, dass die Betätigungseinrichtung nicht direkt am Ventilkörper angebracht ist. Weiterhin scheint es vorteilhaft mehrere Ventile, bzw. Betätigungseinrichtungen zu kombinieren. Es versteht sich somit, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigt:
1, 3, 4, 5 die Schnittansicht für je ein Fluid-Ventil mit lagegeregelter Betätigungseinrichtung
2 die Betätigungseinrichtung (1)
6 das Ersatzschaltbild für ein Fluid-Ventil mit lagegeregelter Betätigungseinrichtung mit Umgehungsrückschlagventil in geschlossener Schaltstellung,
7 das Ersatzschaltbild für ein Fluid-Ventil mit lagegeregelter Betätigungseinrichtung mit Umgehungsrückschlagventil in geschlossener Schaltstellung und mit Positionserkennung.
Das Fluid-Ventil mit lagegeregelter Betätigungseinrichtung (1) umfasst dabei das Gehäuse (2) und die Gewichtseinheit (3), die mittels eines Hebelarms (4) auf eine Exzenterwelle (5) wirkt. Je nach Orientierung des Ventils im Raum, nimmt die Gewichtseinheit (3) eine entsprechende relative Ausrichtung zum Gehäuse (2) ein. Bedingt durch die Exzentrizität der Exzenterwelle (5) wird der Ventilstößel (6) in Gehäuseachsrichtung gegen die Rückstellfeder (7) bewegt. Dadurch kann das Fluid frei von Anschluss A (8) nach Anschluss B (9) fließen. Wird der Ventilstößel (6) durch die Rückstellfeder (7) gegen den Ventilsitz (10) gedrückt, wobei die Gewichtseinheit (3) aufgrund der Orientierung im Raum die Exzenterwelle (5) derart positioniert, dass keine Kraft gegen die Rückstellfeder (7) aufgebracht wird, sind die Anschlüsse A (8) und B (9) gegeneinander geschlossen. Durch das Rückschlagventil (11) wird die Möglichkeit geschaffen, dass das Fluid auch im geschlossenen Zustand, d. h. wenn die Anschlüsse A (8) und B (9) gegeneinander geschlossen sind, frei von Anschluss B (9) nach A (8) fließen kann. Dadurch können z. B. evtl. geringe Leckage Mengen kompensiert werden. 3 zeigt das Ventil mit einem als Kugel (12) ausgebildeten Schließelement. 4 zeigt das Ventil mit einem als Kegel (13) ausgebildeten Schließelement. Die weitere Ausgestaltung mit einem zusätzlichen Drosselelement (14) wird in 5 dargestellt.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19627948 A1 [0009]

Claims

Ventil für einen fluidischen Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine lagegeregelte Betätigungseinrichtung (1) aufweist, wobei je nach Orientierung des Ventils im Raum, durch die Betätigungseinrichtung (1) des Ventils eine Funktion ganz oder teilweise freigegeben oder gesperrt wird.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement als Kugel (12) ausgeführt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement als Kegel (13) ausgeführt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement als Kolben (6) ausgeführt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (1) nicht mit dem Gehäuse verbunden ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (1) aus einer Gewichtseinheit (3) besteht, die über einen Hebelarm (4) auf eine Exzenterwelle (5) wirkt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Rückschlagventil (11) verwendet wird, das einen Fluidstrom in einer Richtung zwischen den Anschlüssen zulässt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Rückschlagventil (11) und eine Drossel (14) verwendet werden, das einen Fluidstrom in einer Richtung zwischen den Anschlüssen zulässt und in der entgegengesetzten Richtung dem Fluidstrom einen Strömungswiderstand entgegensetzt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile aus Stahl hergestellt werden.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile aus Edelstahl hergestellt werden.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile aus Kunststoff hergestellt werden.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile aus Nichteisenmetallen hergestellt werden.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionserkennung (15) vorgesehen ist.